Климатическую летопись нашли внутри раковины улитки
В раковине наземного моллюска
Figuladra bayensis сохранились химические «отпечатки» интенсивных ливней, вызванных тропическими циклонами, которые несколько лет назад обрушились на восточную Австралию. Учёные соотнесли отдельные зоны роста раковины с конкретными погодными событиями и предположили, что по древним раковинам можно реконструировать экстремальные осадки и циклоны тех периодов, когда инструментальные метеорологические наблюдения ещё не велись. Исследование
опубликовано в Sage journals.

Раковина большой улитки Figuladra bayensis оказалась своеобразным архивом климата. По ее химическому составу исследователи смогли восстановить почти пять лет жизни животного и связать изменения в раковине с сезонными условиями и экстремальными дождями, вызванными тропическими циклонами. Работа показывает, что раковины наземных улиток могут использоваться для реконструкции прошлого климата восточной Австралии.
Раковина растет постепенно: улитка добавляет новый карбонат кальция к краю устья, поэтому в ней последовательно сохраняется информация об условиях окружающей среды. Особенно полезны стабильные изотопы кислорода и углерода. Содержание кислорода-18 зависит от температуры, испарения и изотопного состава воды. Поскольку наземные улитки получают воду главным образом из осадков, изменения состава дождевой воды могут отражаться в раковине. Углерод-13 связан прежде всего с источниками углерода, поступающего в организм с пищей, и поэтому позволяет судить о характере растительности и некоторых физиологических изменениях.
Исследователи изучили раковину F. bayensis, найденную в сентябре 2018 года в национальном парке Коулстоун-Лейкс примерно в 230 километрах к северу от Брисбена. Они отобрали около 200 образцов карбоната вдоль 234-миллиметровой линии роста, а еще восемь образцов использовали для радиоуглеродного датирования. Это позволило связать изменения изотопного состава с определенными периодами жизни улитки.
Радиоуглеродные данные показали, что животное прожило около 4,5 года. Раковина росла неравномерно: средняя скорость составляла около 70 миллиметров в год, а максимальная достигала 144 миллиметров. Особенно быстро она росла после крупных дождей и циклонов, тогда как с середины 2015 года до начала 2017 года рост был наиболее медленным.
Особенно хорошо в раковине сохранилась запись кислорода-18. Его содержание колебалось циклически, причем крупнейшие изменения достигали примерно 6 промилле. Обычные сезонные колебания были слабее — менее 2 промилле. Два наиболее заметных падения совпали по времени с сильными дождями, связанными с экс-тропическим циклоном «Марсия» в 2015 году и тропическим циклоном «Дебби» в 2017-м.
Причина такой связи заключается в свойствах изотопного состава осадков. Во время сильных дождей в окружающую среду поступает вода с относительно низким содержанием кислорода-18. Улитка использует эту воду, и ее химический состав отражается в формирующемся карбонате. После окончания влажного периода содержание кислорода-18 постепенно повышается по мере высыхания окружающей среды.
При этом раковина записывала не только региональный климат. Такая чувствительность связана с особенностями Коулстоун-Лейкс. Озёра находятся более чем на 150 метров выше окружающей местности и получают воду практически исключительно из осадков. После продолжительных сухих периодов вода постепенно уходит в грунт, а дно покрывается травой. Сильные циклоны, напротив, способны быстро наполнить озёра и резко изменить влажность и растительность вокруг них.
Углерод-13 рассказывал несколько другую историю. Его среднее содержание составляло около −9 промилле, что согласуется с питанием полуразложившимся растительным материалом типа C3. Большинство колебаний были небольшими и имели циклический характер. Однако во время периода, связанного с циклоном «Марсия», произошел резкий сдвиг примерно на 4 промилле. Авторы предполагают, что он мог быть связан с физиологическими изменениями, например размножением в теплых и влажных условиях. После «Дебби» подобного изменения не обнаружили.
Радиоуглеродный анализ показал также, что органический материал, использованный при формировании раковины, имел средний возраст около десяти календарных лет. Исследователи связывают это с использованием старого органического вещества из растительного опада и почвы. Данные при этом не указывают на существенное включение в раковину старого карбонатного материала из почвы или обломков других раковин.
Последние месяцы жизни улитки тоже удалось приблизительно восстановить. Она, вероятно, появилась в начале влажного сезона и погибла примерно 19 августа 2018 года, в конце сухой зимы, после более чем месяца без дождей. Незадолго до этого температура опускалась до −1,7 градуса Цельсия — самого низкого значения, зарегистрированного на соответствующих метеостанциях с 2003 года. Авторы предполагают, что сочетание холода, низкой влажности и нехватки воды могло способствовать гибели животного.
Таким образом, одна раковина сохранила последовательную геохимическую запись примерно четырех с половиной лет жизни улитки. В ней оказались различимы сезонные изменения, периоды ускоренного и замедленного роста, следы крупных дождевых событий и возможные физиологические изменения.
Исследователи считают Figuladra bayensis перспективным архивом палеоклимата юго-востока Квинсленда. Если раковины этого и близких видов удастся обнаружить в древних озерных и почвенных отложениях, их изотопный анализ может помочь восстанавливать изменения влажности и растительности и выявлять эпизоды экстремальных осадков. Восточная Австралия известна примерно 800 видами наземных улиток, поэтому подобные находки потенциально могут превратить обычные раковины в сеть природных климатических архивов.
Результаты показывают, что раковины наземных улиток могут служить природными архивами не только общего состояния климата, но и отдельных экстремальных событий. Минеральная раковина сохраняется значительно дольше мягких тканей животного, поэтому такие находки в более древних слоях осадков потенциально способны продлить историю наблюдений за циклонами далеко за пределы современных метеорологических записей. Пока вывод основан на одной современной раковине Figuladra bayensis из конкретного района Австралии. Для реконструкции древних циклонов потребуется проверить метод на большем количестве особей и выяснить, насколько одинаково погодные сигналы сохраняются в раковинах разных возрастов, мест обитания и видов.